高中地理中图版 (2019)必修 第一册第三节 大气受热过程与热力环流第1课时学案及答案

这是一份高中地理中图版 (2019)必修 第一册第三节 大气受热过程与热力环流第1课时学案及答案，共15页。学案主要包含了大气对太阳辐射的削弱作用，大气对地面的保温作用等内容，欢迎下载使用。


一、大气对太阳辐射的削弱作用
1.三种削弱作用比较:
2.太阳辐射的地区差异:低纬度太阳辐射多,两极地区少。
二、大气对地面的保温作用
1.大气增温:地面辐射的长波辐射绝大部分被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收,大气吸收地面长波辐射后会增温。
2.大气保温:大气在增温的同时,也向外辐射长波辐射,其中大部分射向地面的大气辐射称为大气逆辐射,它把热量传给地面,在一定程度上弥补了地面辐射损失的热量,对地面起到保温作用。
3.大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用的共同意义:
缩小了气温的日较差,为生物的生长发育和人类的活动提供了适宜的温度条件。
【质疑批判】
判断下列说法的正误。
1.云层越低、越厚,云量越多,散射作用越强。 ( × )
2.夏季天空多云时,白天的气温不会过高,与大气反射有关。(√)
3. 可见光中波长较短的红外光易被散射。 ( × )
4. 吸收作用具有选择性。(√)
【对点连线】
将大气成分与吸收的太阳辐射对应连线。
【填图绘图】
在图上填出①②③④代表的含义。
提示:①太阳辐射;②地面辐射;③大气辐射中射向宇宙空间的部分;④大气逆辐射。
【实践探索】
我国新疆地区有“早穿皮袄午穿纱”的说法,请运用大气受热过程和保温作用原理解释其原因。
提示:新疆深居内陆,降水少,多晴朗天气,云层薄。白天对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射强,气温高,因此“午穿纱”;夜晚大气的保温作用弱,经过一夜的热量散失,早上气温低,因此“早穿皮袄”。
能力一 大气的受热过程和保温作用
【能力形成】
1.大气对太阳辐射的削弱作用:
大气对太阳辐射的削弱作用表现在大气对太阳辐射的反射、散射和吸收三个方面。如下表所示:
2.大气的受热过程原理:
大气的受热过程可形象地概括为“太阳暖大地”“大地暖大气”,具体图解如下:
3.原理应用——利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉:
(1)高海拔地区:地势高→空气稀薄→大气的削弱作用弱→太阳能丰富。
(2)内陆地区(如我国西北):气候较为干旱→晴天多、阴雨天气少→大气的削弱作用弱→太阳能丰富。
(3)沿海地区(如英国):气候湿润→阴雨天多→大气的削弱作用强→太阳能不丰富。
【知识拓展】大气对太阳辐射的削弱作用随纬度和时间变化的规律
(1)随时间变化:太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,太阳辐射作用越强,反之,被大气削弱得越多,太阳辐射作用越弱。
(2)随纬度变化:纬度位置越低,太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,太阳辐射作用越强;纬度位置越高,太阳辐射被大气削弱得越多,太阳辐射作用越弱。这是太阳辐射由低纬向两极递减的原因。
【情境探究】
温室又称暖房。能透光、保温(或加温),用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节,能提供温室生育期和增加产量,多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。
探究
(1)建温室大棚主要是改善农作物生长的什么条件?(区域认知:从区域视角认识地理事物或现象)
提示:热量(或温度、气温)。
(2)温室大棚的原理是什么?(综合思维:地理过程的原因分析能力)
提示:太阳短波辐射大部分透过塑料薄膜或玻璃被地面吸收,地面增温后放出地面长波辐射,塑料薄膜或玻璃对地面长波辐射是阻隔的,从而把热量保留在大棚里。
【典例示范】
(2020·北京合格考)读大气受热过程示意图,完成(1)～(3)题。

(1)大气热量的根本来源是( )
A.①B.②C.③D.④
(2)图中③表示大气的( )
A.反射作用B.逆辐射作用
C.吸收作用D.净化作用
(3)倡导低碳生活,减少CO2排放可以缓解温室效应,主要是因为( )
A.①增强B.②减弱C.③减弱D.④增强
【思路点拨】解答该题的思路如下:
【解析】(1)选A,(2)选B,(3)选C。第(1)题,由图可知,序号①是到达地面的太阳辐射、②是地面辐射、③是大气逆辐射、④是射向宇宙空间的大气辐射,大气热量的根本来源是太阳辐射。第(2)题,由图可知,序号③是大气向下射向地面的大气逆辐射。第(3)题,倡导低碳生活,大气中CO2排放减少,CO2吸收地面长波辐射减少,会使大气逆辐射减少。
【类题再练】
(2021·杭州高一检测)到达地面的太阳辐射有两部分:一是太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的,称为太阳直接辐射;二是经过大气中的小水滴、尘埃等质点散射后,自天空投射到地面的,称为散射辐射。两者之和称为总辐射。读图,完成(1)、(2)题。
(1)结合材料读图1,对北京市直接辐射不产生作用的因素是( )
A.降水变化B.太阳高度
C.大气洁净度D.气温变化
(2)由图2可知( )
A.阴天时太阳高度变化大,散射辐射的日变化大
B.晴天时参与散射作用的质点少,散射辐射较弱
C.阴天时散射辐射越强,大气逆辐射越弱
D.散射辐射的变化,只取决于天气的变化
【解析】(1)选D,(2)选B。第(1)题,直接辐射主要和太阳高度以及大气有关,气温变化不会对太阳直接辐射产生直接影响;降水变化引起的天气状况变化会影响直接辐射,晴天比阴雨天直接辐射强;太阳高度越大,直接辐射越多;大气洁净度影响直接辐射,大气中固体颗粒物越多,到达地面的直接辐射越少。第(2)题,晴天时,大气透明度好,参与散射的物质少,故散射到地面的辐射也少;太阳高度角的日变化与天气无关,与季节有关;太阳的散射辐射指到达地面的一部分太阳辐射,而云层削弱的是穿透大气层时的太阳辐射,所以云层无法对太阳散射辐射起到削弱作用;散射作用的强弱与太阳高度角和大气透明度有关,太阳高度角增大时,到达地面的直接辐射增强,散射辐射也就相应增强。
【补偿训练】
最新研究发现,鸟粪可以影响北极气温变化。每年迁徙至北极地区的鸟类产生的鸟粪被微生物分解后,会释放约4万吨的氨,氨与海水浪花喷洒出的硫酸盐及水分子混合后,形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒。这些尘埃颗粒物不仅集中在鸟群附近,在整个北极均有分布。下图示意大气受热过程。据此完成(1)、(2)题。
(1)鸟粪对北极地区气温的影响及其原理是( )
A.升高,④增强B.升高,③增强
C.降低,②增强D.降低,①增强
(2)该影响最明显的季节是( )
A.春季B.夏季C.秋季D.冬季
【解析】(1)选D,(2)选B。第(1)题,由材料可知鸟粪被微生物分解后,最终形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒,结合图可知尘埃颗粒增强了大气对太阳辐射的吸收和反射①作用,使到达地面的太阳辐射减少,从而使北极地区气温降低。第(2)题,由材料可知鸟粪被微生物分解后,最终形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒,影响北极地区的温度,夏季北极地区气温高,微生物分解作用强,因此该影响最明显的季节是夏季。
能力二 大气的保温作用
【能力形成】
1.大气的保温作用:
2.大气保温作用原理在农业中的应用:
(1)我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。
(2)深秋利用烟雾防霜冻。
(3)干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。
(4)昼夜温差大小的分析。
分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。
【特别提醒】
大气逆辐射并非夜晚存在
大气逆辐射是大气辐射的一部分,白天、夜晚都存在,且白天更强。只是白天由于太阳辐射的影响,分析问题时主要侧重于大气对太阳辐射的削弱作用;夜晚,由于没有太阳辐射,近地面气温主要受大气逆辐射强弱的影响,因而易产生大气逆辐射只存在夜晚的误解。
【知识拓展】谚语中的地理原理:
【情境探究】
玉兔二号,嫦娥四号任务月球车,于2019年1月3日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离,驶抵月球表面。首次实现月球背面着陆,成为中国航天事业发展的又一座里程碑。月球表面白天非常炎热温度高达160度,黑夜异常寒冷,温度骤降到零下180度,对于玉兔二号的电子设备是一种考验。
探究
(1)玉兔二号工作时的能源主要来自哪里?(区域认知:从空间-区域维度认知地理事物或现象)
提示:太阳辐射能。
(2)月球表面的温度昼夜变化为什么剧烈?(综合思维:从时空综合角度分析地理事物或现象)
提示:月球的自转周期较长,加上白天,月球由于没有大气对太阳辐射的削弱作用,月面温度升得很高;夜间由于没有大气的保温效应,月面温度骤降,气温很低。
【典例示范】
(2020·全国Ⅱ卷)对我国甘肃某绿洲观测发现,在天气稳定的状态下,会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。下图呈现该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化。据此完成(1)、(2)题。
(1)图示观测时段内( )
A.正午绿洲和沙漠长波辐射差值最大
B.傍晚绿洲降温速率大于沙漠
C.凌晨绿洲和沙漠降温速率接近
D.上午绿洲长波辐射强于沙漠
(2)导致绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的主要原因是绿洲( )
①白天温度低②蒸发(腾)多
③空气湿度大④大气逆辐射强
A.①②B.②③C.③④D. ①④
【思路点拨】解答该题的思路如下:
【解析】(1)选C,(2)选A。第(1)题,由图可知,凌晨0-6时左右绿洲和沙漠地表温度的变化曲线接近平行,说明降温速率接近;地面长波辐射主要受地温的影响,图中显示地表温度差值最大时接近15时,故15时左右绿洲和沙漠的地表温度差值最大;傍晚沙漠地温曲线较陡,温度下降较快,故绿洲降温速率小于沙漠;上午绿洲地温低于沙漠,故绿洲长波辐射弱于沙漠。第(2)题,由于沙漠白天温度较绿洲高很多,夜间虽然沙漠降温幅度快于绿洲,但还是会出现绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的现象,①正确;绿洲地表较湿润,蒸发(腾)多,吸收热量多,会使绿洲夜间降温较快,温度较低,②正确;空气湿度大和大气逆辐射强都会导致夜间降温较慢,使绿洲夜间地表温度较高,③④错误。
【类题再练】
(2021·重庆高一检测)地膜覆盖是指以农用塑料薄膜覆盖地表的一种措施,地膜覆盖栽培的最大效应是提高土壤温度。如图为农田地膜覆盖景观图。据此完成(1)、(2)题。
(1)地膜覆盖可有效提高土壤温度,主要是因为地膜( )
A.增加了太阳辐射B.增加了地面反射
C.减少了地面辐射D.减少了大气辐射
(2)下列现象与地膜覆盖原理相似的是( )
A.冬季积雪厚利于作物越冬
B.冬季农田熏烟以防冻害
C.不同农作物间作套种
D.夏季葡萄园挂黑色尼龙网
【解析】(1)选C,(2)选A。第(1)题,通过铺设地膜,太阳短波辐射可以通过地膜为地面吸收,地面长波辐射穿过地膜散失的较少,减少了土壤与大气热量的交换,从而减少了地面辐射,有效提高了土壤温度;地膜无法增强太阳辐射,对大气辐射亦无影响;如果地膜增强了地面反射,则不利于提高土壤温度。第(2)题,冬季积雪越厚,对土壤与大气热量交换的阻隔越强,地面辐射减少越少,有利于土壤保温,从而利于作物过冬,所以冬季积雪厚利于作物过冬与地膜覆盖原理相似;冬季农田熏烟主要是增强大气逆辐射以防冻害;不同作物间作套种是传统种植业中一种农业增产模式,与地膜覆盖原理关系不大;夏季葡萄园挂黑色尼龙网主要是为了削弱太阳辐射,降低水分蒸发。
【补偿训练】
图甲为大气受热过程示意图,图乙为我国某地2019年12月15日和16日天气示意图。据此完成(1)、(2)题。
(1)与15日相比,该地16日气温日较差变化的主要原因是( )
A.①减弱,③增强B.②减弱,③增强
C.②增强,③减弱D.②增强,④减弱
(2)现在我们都在提倡低碳生活,实现低碳生活会使图甲中( )
A.①增强B.②减弱
C.③减弱D.④增强
【解析】(1)选C,(2)选C。第(1)题,读图可知该地天气状况,15日为多云、16日为晴天;图中显示晴天的气温日较差大,这是由于白天大气对太阳辐射的削弱作用较弱,太阳辐射较强,近地面气温较高;而夜晚,由于空气中的云量较少,大气逆辐射弱,即保温作用弱,气温较低,故气温日较差较大;故与15日相比,该地16日气温日较差变化的主要原因是②增强,③减弱。第(2)题,提倡低碳生活,可以减少二氧化碳的排放,从而减少二氧化碳对地面辐射(图中④)的吸收,进而减弱大气逆辐射(图中③)。
【常见图形】
图形1 对流层大气受热过程示意图
图形2 地球大气受热过程示意图
图形3 太阳、地面、大气、宇宙之间热力作用图
【探源母图】
1.图形实质:试题中的各种大气受热过程变式图实质都是教材图呈现的大气受热过程示意图呈现的大气的最重要能量来源、直接热源、大气对太阳辐射的削弱作用、大气的受热过程、大气的保温作用等知识。
2.学科素养:读懂此图需要具备一定的地理区域认知、综合思维等学科素养。
【母图探究】
大气的“温室效应”示意图
思考
(1)物体辐射的波长与温度有什么关系?
提示:物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短;反之越长。太阳辐射为短波辐射,地面辐射、大气逆辐射为长波辐射。
(2)大气的最重要能量来源、近地面大气的直接热源分别是什么?
提示:太阳辐射、地面辐射。
(3)大气对太阳辐射削弱作用主要有哪些?
提示:吸收、反射、散射。
(4)大气的受热过程是怎样的?
提示:大部分太阳短波辐射到达地面使地面增温,地面增温后以长波形式向大气传递能量,大气吸收地面长波辐射而增温。
(水平1)读大气热力作用过程图,回答1、2题。
1.图中①②③三个箭头所示辐射依次是( )
A.大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射
B.太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射
C.地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射
D.太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射
2.图中表示大气保温作用的数字代码是( )
A.①B.②C.③D.④
【解析】1选B,2选C。第1题,图中①为太阳辐射、②为地面辐射、③为大气逆辐射。第2题,图中表示大气保温作用的是大气逆辐射。
(水平1、2)李商隐有诗句“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声”。下图示意地球大气受热过程。读图,完成3～5题。
3.“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声”,主要是因为此时( )
A.①强B.②弱C.③弱D.④强
4.图中数码表示短波辐射的是( )
A.①②B.②③C.③④D.①④
5.我国北方地区的农民为了使庄稼免受冻害,在深秋的夜晚往往会在田间点燃柴草,防御霜冻。点燃柴草有利于( )
A.增强①辐射B.增强②辐射
C.增强③辐射D.增强④辐射
【解析】3选D,4选A,5选D。第3题,“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声”诗中的“阴”“雨”说明了天气,连日阴云不散,夜间大气逆辐射较强,因此出现“霜飞晚”。第4题,①是到达大气上界的太阳辐射,②是被大气削弱后到达地面的太阳辐射,③是地面辐射,④是大气逆辐射。太阳辐射属于短波辐射,地面辐射、大气逆辐射属于长波辐射。第5题,燃烧柴草可以放出二氧化碳和烟尘,增强大气逆辐射,使大气对地面的保温效应增强,从而保护作物免受冻害。
6.(水平1、2)读图,回答下列问题。
(1)A、B两条曲线中,表示晴天的气温曲线是________。
(2)白天阴天,气温比晴天时________,这是因为________________ 。
(3)夜晚阴天,气温比晴天时________,这是因为________________。
(4)霜冻为什么多出现在秋、冬季节晴天的夜里?
【解析】阴天的白天,云层的反射作用强,到达地面的太阳辐射减少,气温较低。夜晚阴天,云层增强了大气逆辐射,对地面保温作用强,气温高。如图所示。
答案:(1)B
(2)低 云层的反射作用强
(3)高 大气逆辐射强
(4)晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,气温低。削弱
作用
特点
具体表现
反射
无选择性
云层越低、越厚,云量越多,反射越强
散射
有选择性
太阳辐射遇到空气分子、尘粒、云滴等,会向四面八方散射
吸收
有选择性
臭氧主要吸收紫外线;水汽和二氧化碳主要吸收红外线;可见光吸收得很少
作用
形式
作用
特点
参与作用的
大气成分
削弱的辐射
形成的自然
现象
反射
作用
无选
择性
较大颗粒
的尘埃、云层
各种波长的
太阳辐射
夏季多云的白天,气温不太高
散射
作用
有选
择性
空气分子,
微小尘埃
可见光中波长较短的蓝、紫光
晴朗的天空呈蔚蓝色
无选
择性
较大颗粒
的尘埃等
各种波长的太阳辐射
阴天的天空呈灰白色
吸收
作用
有选
择性
臭氧、水汽、
二氧化碳等
紫外线、红外线
平流层中的臭氧能吸收紫外线,对地球生物具有保护作用
基本过程
地面辐射的长波辐射绝大部分被对流层中的水汽、二氧化碳吸收,然后以大气逆辐射(长波辐射)的形式将热量退还给地面
作用
减少了地面的热量损失,使地球表面温度特别是夜间的温度不至于降得过低
影响因素
与空气的透明度有关,如大气中的云量、尘埃、水汽等越多,作用越明显
举例
阴天夜晚不太冷,春秋晴朗的夜晚易发生霜冻
十雾
九晴
深秋、冬季和初春的时候,早晨出现大雾,多数是晴天。原因在于,低温条件下,才会形成雾。晴天的夜晚,大气的保温作用弱,近地面辐射降温,气温较低,故易形成雾。翌日,日出后气温上升,过饱和状态逐渐结束,雾也就逐渐消散,天气晴好。所以有“十雾九晴”之说
露重见
晴天
露的形成类似于雾,气温低才会形成露。说明当地夜间天气晴朗,大气的保温作用弱,寒冷,大气稳定,地面辐射降温强烈
霜重见
晴天
即指霜冻多出现在晴朗的夜晚,原因是晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,大气的保温作用弱,气温降低,地表水汽凝结为霜